Tài liệu Sử dụng biện pháp hóa lý trong thu nhận khối paste giàu protein từ thịt cá tra vụn

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG LÊ THÁI SƠN SỬ DỤNG BIỆN PHÁP HÓA LÝ TRONG THU NHẬN KHỐI PASTE GIÀU PROTEIN TỪ THỊT CÁ TRA VỤN Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cần Thơ, 2009 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài: SỬ DỤNG BIỆN PHÁP HÓA LÝ TRONG THU NHẬN KHỐI PASTE GIÀU PROTEIN TỪ THỊT CÁ TRA VỤN Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGs.Ts. Nguyễn Văn Mƣời Lê Thái Sơn MSSV: LT07108 Lớp: CNTPLT K33 Cần Thơ, 2009 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp kèm theo đây, với đề tài “ Sử dụng biện pháp hóa lý trong thu nhận khối paste giàu protein từ thịt cá tra vụn ” do sinh viên Lê Thái Sơn thực hiện và báo cáo đã đƣợc hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thông qua. Giáo viên hƣớng dẫn Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 Chủ tịch hội đồng Ngành Công nghệ thực phẩm Trang i Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trƣớc đây. Tác giả luận văn Lê Thái Sơn Ngành Công nghệ thực phẩm Trang ii Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ Sau thời gian thực hiện đề tài đã giúp em rất nhiều trong việc hệ thống lại những kiến thức đã đƣợc trang bị trong suốt quá trình học tập cũng nhƣ bƣớc đầu làm quen với việc nghiên cứu khoa học. Để có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu này là nhờ vào sự giúp đỡ của gia đình, thầy cô và bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Mƣời, cô Trần Thanh Trúc đã tận tình hƣớng dẫn, quan tâm và giúp đỡ em những kiến thức cũng nhƣ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin cảm ơn thầy Lý Nguyễn Bình, trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em thực hiện luận văn và hoàn thành quá trình nghiên cứu này. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trƣờng Đại học Cần Thơ, đặc biệt là thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm đã giảng dạy, trang bị kiến thức cho em trong những năm học vừa qua, hơn thế nữa đó là những kiến thức rất quan trọng giúp ích cho em rất nhiều trong quá trình làm đề tài cũng nhƣ là kiến thức giúp em bƣớc ra đời đƣợc vững vàng hơn. Em xin thành thật biết ơn tập thể cán bộ phòng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm. Xin cảm ơn tất cả các bạn lớp Công nghệ Thực phẩm liên thông 33 và Công nghệ Thực phẩm 31 đã giúp đỡ em trong suốt thời gian ở phòng thí nghiệm. Sau cùng, kính chúc quý thầy cô nhiều sức khỏe, công tác tốt. Chúc các bạn thành công trong cuộc sống. Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ TÓM LƢỢC Hiện nay, tại các nhà máy chế biến thủy sản hàng ngày trong quy trình sản xuất cho ra một lượng lớn phụ phẩm cá tra. Nếu không có biện pháp sử dụng nguồn nguyên liệu này một cách thích hợp là một lãng phí rất lớn. Tận dụng thịt cá vụn này trong chế biến không những làm tăng hiệu quả kinh tế do tạo được sản phẩm có giá trị gia tăng mà còn khép kín quy trình sản xuất, giảm ô nhiễm môi trường do phế liệu gây ra. Từ nguồn nguyên liệu thịt cá tra vụn có giá trị sử dụng thấp, hàm lượng lipide cao, protein thấp, màu sắc và cấu trúc kém chất lượng, không hấp dẫn người tiêu dùng. Trên cơ sở đó, đề tài được tiến hành sử dụng biện pháp hóa lý trong thu nhận khối paste giàu protein từ thịt cá tra vụn. Phần nghiên cứu chế biến được tiến hành với các nội dung sau : - Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu và paste cá thành phẩm. - Ảnh hưởng của nồng độ natribicarbonate, thời gian rửa, số lần rửa và tỷ lệ nước rửa đến việc làm giàu protein từ thịt cá tra vụn. Kết quả thí nghiệm cho thấy, thịt cá tra vụn sau khi lạnh đông chậm, tiến hành xay thô rồi đem rửa với tỷ lệ nguyên liệu : nước là 1 : 4, số lần rửa 3 lần, thời gian rửa 3 phút với nồng độ natribicarbonate 0,3% trong nước rửa và NaCl 0,2% ở lần rửa sau cùng, hàm lượng lipide còn lại trong paste cá rất thấp đồng thời protein tăng lên, màu sắc và cấu trúc được cải thiện một cách đáng kể. Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iv Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ N .................................................................................................................ii ......................................................................................................................iii TÓM LƢỢC ........................................................................................................................ iv ............................................................................................................................. v .........................................................................................................viii .......................................................................................................... ix Chƣơng 1 ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................... 1 1.1 TỔNG QUAN ....................................................................................................... 1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ................................................................................ 2 Chƣơng 2 2.1 ............................................................................ 3 GIỚI THIỆU CHUNG ........................................................................................ 3 2.1.1 Tình hình sử dụng thịt cá tra vụn hiện nay .................................................... 3 2.1.2 Giá trị kinh tế của phụ phẩm cá tra fillet lạnh đông ..................................... 3 2.2 THÀNH PHẦN PROTEIN VÀ LIPIDE CỦA THỊT CÁ TRA ....................... 4 2.2.1 Protien............................................................................................................ 4 2.2.2 Lipide ............................................................................................................. 4 2.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM TỪ PASTE CÁ........................................................................................................................ 5 2.3.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu và quá trình lạnh đông ...................................... 5 2.3.2 Ảnh hưởng của quá trình xay nghiền ............................................................. 5 2.3.3 Ảnh hưởng của quá trình rửa......................................................................... 6 2.3.4 Ảnh hưởng của chất phụ gia .......................................................................... 6 2.3.4.1 Đƣờng .................................................................................................... 6 2.3.4.2 Muối ....................................................................................................... 6 2.3.4.3 Tinh bột .................................................................................................. 7 2.3.4.4 Polyphosphate (Na2 HPO 4 .12H2O) ......................................................... 7 2.3.4.5 Sorbitol................................................................................................... 8 2.3.5 2.4 Ảnh hưởng của quá trình ép tách nước.......................................................... 9 VAI TRÕ CỦA HÓA CHẤT TRONG VIỆC LÀM SẠCH KHỐI PASTE . 10 2.4.1 Natri bicarbonate (NaHCO3 )....................................................................... 10 Ngành Công nghệ thực phẩm Trang v Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 2.4.2 Trường Đại học Cần Thơ Natri metabisulfite (Na2 S2 O5 ) ...................................................................... 10 2.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN TÍNH CHẤT TẠO GEL CỦA PROTEIN TƢƠNG CƠ ................................................................................................ 11 2.5.1 Ảnh hưởng của pH ....................................................................................... 11 2.5.2 Nhiệt độ ........................................................................................................ 12 2.5.3 Ảnh hưởng của điều kiện chế biến ............................................................... 12 2.6 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN................................. 13 2.7 GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN KHỐI PASTE TỪ THỊT CÁ TRA VỤN .............................................................................................................................. 15 2.7.1 Qui trình chế biến khối paste từ thịt vụn cá tra ........................................... 15 2.7.2 Các công đoạn chính trong qui trình ........................................................... 16 2.7.2.1 Nguyên liệu .......................................................................................... 16 2.7.2.2 Rửa ....................................................................................................... 16 2.7.2.3 Lạnh đông ............................................................................................ 16 2.7.2.4 Nghiền thịt............................................................................................ 16 2.7.2.5 Ép tách nƣớc ........................................................................................ 17 2.7.2.6 Phối trộn và xay mịn ............................................................................ 17 2.7.2.7 Làm chín .............................................................................................. 17 Chƣơng 3 3.1 PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ......................... 18 PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ..................................................................... 18 3.1.1 Địa điểm và thời gian thí nghiệm................................................................. 18 3.1.2 Dụng cụ thí nghiệm ..................................................................................... 18 3.1.3 Hóa chất và phụ gia ..................................................................................... 18 3.1.4 Nguyện liệu .................................................................................................. 19 3.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................... 19 3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu ......................................................................... 19 3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm .................................................................... 19 3.2.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ natri bicarbonate (NaHCO 3 ) trong nƣớc rửa đến sự thay đổi hàm lƣợng chất béo trong khối paste .. 19 3.2.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian rửa bằng dung dịch NaHCO 3 đến sự thay đổi chất béo trong thành phần khối paste ............................. 20 Ngành Công nghệ thực phẩm Trang vi Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ 3.2.2.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của tỉ lệ nƣớc rửa và số lần rửa đến sự thay đổi chất béo trong thành phần khối paste................................................................ 21 Chƣơng 4 4.1 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................... 23 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THỊT CÁ TRA VỤN ................................ 23 4.2 ẢNH HƢỞNG NỒNG ĐỘ NATRI BICARBONATE (NAHCO3 ) TRONG NƢỚC RỬA ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CHẤT BÉO TRONG THÀNH PHẦN KHỐI PASTE CÁ...................................................................................................................... 23 4.3 ẢNH HƢỞNG THỜI GIAN RỬA ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CHẤT BÉO TRONG THÀNH PHẦN KHỐI PASTE CÁ .............................................................. 27 4.4 ẢNH HƢỞNG CỦA SỐ LẦN RỬA VÀ TỶ LỆ NƢỚC RỬA ĐẾN VIỆC LÀM SẠCH KHỐI PASTE GIÀU PROTEIN ........................................................... 30 Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................... 37 5.1 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 37 5.2 ĐỀ NGHỊ ............................................................... Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 38 PHỤ LỤC 1 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH.................................................... x PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ THỐNG KÊ ........................................................................... xv Ngành Công nghệ thực phẩm Trang vii Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ Hình 1 :Ảnh hƣởng của pH lên khả năng giữ nƣớc của thịt cá............................................ 11 Hình 2: Qui trình chế biến paste cá từ thịt vụn cá tra .......................................................... 15 Hình 3: Thịt cá tra vụn ......................................................................................................... 19 Hình 4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ........................................................................................ 20 Hình 5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ........................................................................................ 21 Hình 6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 ........................................................................................ 22 Hình 7: Vụn cá tra trƣớc (A) và sau khi xử lý sơ bộ (B) ..................................................... 23 Hình 8: Ảnh hƣởng của nồng độ natribicarbonate đến hàm lƣ ợng protein và lipide của khối paste cá ................................................................................................................................ 25 Hình 9: Ảnh hƣởng của nồng độ natribicarbonate đến độ ẩm của khối paste cá ................. 25 Hình 10: Ảnh hƣởng của nồng độ natribicarbonate đến màu sắc của khối paste cá ............ 26 Hình 11: Ảnh hƣởng của nồng độ natribicarbonate đến cấu trúc của khối paste cá ............ 27 Hình 12: Ảnh hƣởng của thời gian rửa đến hàm lƣợng protein và lipide của khối paste cá 28 Hình 13: Ảnh hƣởng của thời gian rửa đến độ ẩm khối paste cá ......................................... 28 Hình 14: Ảnh hƣởng của thời gian rửa đến màu sắc và cấu trúc của khối paste cá ............ 29 Hình 15: Ảnh hƣởng của thời gian rửa đến cấu trúc khối paste cá ...................................... 30 Hình 16: Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến hàm lƣợng protein và lipide của khối paste cá ................................................................................................................................. 32 Hình 17: Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến độ ẩm của khối paste cá ................. 33 Hình 18:Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến màu sắc của khối paste cá ............... 35 Hình 19 : Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến cấu trúc của khối paste cá ............. 36 Hình 21 : Hệ thống đốt đạm.................................................................................................. xi Hình 22 : Hệ thống Soxhlet .................................................................................................xii Hình 23: Biểu đồ màu (Lab Chart) .....................................................................................xiii Hình 24: Máy đo màu Colorimeter .....................................................................................xiii Hình 25: Thiết bị đo cấu trúc Texture Analyser TA-TX2i ................................................. xiv Ngành Công nghệ thực phẩm Trang viii Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ Bảng 1:Thành phần phần trăm theo khối lƣợng của cá tra .................................................... 3 Bảng 2: Thành phần hóa học của thịt cá tra vụn .................................................................. 23 Bảng 3: Ảnh hƣởng của nồng độ Natribicarbonate đến thà nh phần hóa học của khối paste cá .......................................................................................................................................... 24 Bảng 4: Ảnh hƣởng của nồng độ Natribicarbonate đến màu sắc và cấu trúc của khối paste cá .......................................................................................................................................... 26 Bảng 5: Ảnh hƣởng của thời gian rửa đến thành phần hóa học của khối paste cá .............. 28 Bảng 6: Ảnh hƣởng của thời gian rửa đến màu sắc của khối paste cá ................................. 29 Bảng 7: Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến hàm lƣợng béo (%) khối paste cá .... 31 Bảng 8: Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến hàm lƣợng đạm (%) khối paste cá ... 31 Bảng 9: Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến độ ẩm (%) khối paste cá .................. 33 Bảng 10: Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến độ sáng (L) của khối paste cá ........ 34 Bảng 11: Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến độ trắng của khối paste cá .............. 34 Bảng 12: Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa cấu trúc của khối paste cá ..................... 35 Ngành Công nghệ thực phẩm Trang ix Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 CHƢƠNG 1 1.1 Trường Đại học Cần Thơ ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN Việt Nam có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển ngành thủy hải sản. Bờ biển nƣớc ta dài và rộng, nhiều ao hồ, sông ngòi nên nguồn thủy sản vô cùng phong phú. Xuất khẩu thủy sản là một trong những thế mạnh của nƣớc ta, đặc biệt là fillet cá tra và basa đông lạnh. Ngành nuôi cá tra và basa của Việt Nam phát triển rất nhanh trong những năm vừa qua do có thị trƣờng xuất khẩu.Tuy nhiên, trƣớc sự biến động của nền kinh tế thế giới đã ảnh hƣởng rất nghiêm trọng đến việc xuất khẩu mặt hàng này, gây ra biết bao khó khăn cho cả ngƣời nuôi và doanh nghiệp. Với điều kiện chế độ nuôi dễ dàng, giá trị xuất khẩu cao, nên dù giá thấp hơn, cá tra vẫn chiếm tỷ trọng chủ yếu trong xuất khẩu cá da trơn ở Việt Nam (theo VASEP, khoảng 90%). Nếu năm 2004, tổng sản lƣợng cá tra, ba sa của các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long là 264.436 tấn, thì năm 2006 là 825.000 tấn và dự báo đến cuối năm 2007 sẽ lên đến khoảng một triệu tấn, bằng sản lƣợng quy hoạch cho đến năm 2010 theo dự đoán của ngành Thủy sản. Nhƣ vậy, sẽ có khoảng 600.000 tấn phụ phẩm sau xuất khẩu, thải ra môi trƣờng gây ô nhiễm nghiêm trọng tại các nhà máy chế biến thủy sản hiện nay. Do đó lƣợng phụ phẩm này cần đƣợc nghiên cứu ứng dụng để làm tăng hiệu quả sử dụng từ nguồn lợi thủy sản này. Từ thực tế cho thấy phần phụ phẩm của cá tra lên đến 70% mà chủ yếu là da, xƣơng, mỡ cá và thịt hồng bị loại bỏ trong quá trình chế biến, trong đó phần thịt nguyên thu hồi đƣợc chỉ chiếm khoảng 30% tính theo tổng khối lƣợng cá. Trƣớc tình hình trên, việc nghiên cứu các sản phẩm chế biến từ cá tra là rất cần thiết nhằm góp phần đa dạng hóa sản phẩm, mở rộng thị trƣờng xuất khẩu, nâng cao giá trị kinh tế. Đã từ lâu, các sản phẩm đƣợc chế biến từ paste cá đƣợc biết đến nhƣ surimi, chả lụa,…Đây là nhóm sản phẩm có giá trị kinh tế cao, đƣợc nhiều ngƣời biết đến. Tuy nhiên, việc sử dụng nguồn nguyên liệu để chế biến còn chƣa đƣợc quan tâm. Thịt cá vụn là phế liệu của quá trình xử lý sơ bộ thịt cá, sửa fillet..., chiếm đến 10% khối lƣợng cá nguyên liệu, chứa nhiều lipid, hàm lƣợng protein thấp, giá trị cảm quan kém. Tận dụng lƣợng thịt cá vụn này bằng cách sử dụng các biện pháp hóa lý trong việc thu nhận khối paste giàu protein, không những làm tăng hiệu quả kinh tế mà còn góp phần khép kín quy trình sản xuất, giảm phế liệu gây ô nhiễm môi trƣờng và đa dạng các sản phẩm chế biến từ cá tra. Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 1 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 1.2 Trường Đại học Cần Thơ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Từ thịt cá tra vụn có giá trị dinh dƣỡng kém (nhiều chất béo, hàm lƣợng protein thấp) và hiệu quả sử dụng không cao, đề tài nghiên cứu việc sử dụng các biện pháp hóa lý trong thu nhận khối paste giàu protein phục vụ cho chế biến các bán thành phẩm. Trên cơ sở đó mục tiêu nghiên cứu đã đƣợc đặt ra, đề tài tiến hành các nội dung nghiên cứu chủ yếu sau: - Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ natri bicarbonate trong việc thu nhận khối paste giàu protein - Ảnh hƣởng thời gian rửa đến sự thay đổi hàm lƣợng lipide trong thu nhận khối paste giàu protein - Ảnh hƣởng số lần rửa và tỷ lệ nƣớc rửa đến việc làm sạch khối paste giàu protein. Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 2 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ CHƢƠNG 2 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2.1.1 Tình hình sử dụng thịt cá tra vụn hiện nay Đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 80 nhà máy sản xuất cá tra fillet xuất khẩu, mỗi năm sử dụng trên 1 triệu tấn cá tra nguyên liệu sẽ cho ra 700.000 tấn phụ phẩm. Chính vì vậy lƣợng phế liệu sau khi fillet cá là rất lớn. Vấn đề đặt ra là phải tìm các biện pháp nhằm tận dụng phế liệu này để sản xuất các sản phẩm hữu ích. Điều đó không chỉ tăng hiệu quả sản xuất mà còn giảm nhẹ việc xử lý chất thải, tránh lãng phí nguyên liệu. Tỷ lệ thành phần phần trăm theo khối lƣợng của cá tra đƣợc xác định theo bảng. Bảng 1:Thành phần phần trăm theo khối lƣợng của cá tra Bộ phận Tỷ lệ (%) Thịt cá (bao gồm cả cơ thịt hồng) 39 ÷ 42 Mỡ lá 11÷ 14 Đầu, xƣơng, mỡ bụng, vây Nội tạng Da 32 ÷ 37 5,0 ÷ 5,5 8,5 ÷ 9,5 Sở Khoa học và công nghệ tỉnh An Giang, cập nhật ngày 21.11.2006 Từ kết quả nghiên cứu có thể nhận thấy, miếng cá fillet thu hồi đƣợc chỉ chiếm tối đa khoảng 40% khối lƣợng con cá phần còn lại sẽ là phế liệu. Hiện nay, trên thị trƣờng đã có các nghiên cứu để tận dụng phế liệu nhƣ từ xƣơng cá sản xuất bột cá, da cá sản xuất gelatin, mỡ bụng, mỡ lá sản xuất dầu cá, magarin, trong y học gan cá dùng sản xuất dầu cá và nội tạng sản xuất enzyme. Việc tận dụng nguồn thịt cá vụn trong chế biến sản phẩm thực phẩm cho con ngƣời cũng đã đƣợc quan tâm. 2.1.2 Giá trị kinh tế của phụ phẩm cá tra fillet lạnh đông Trong quá trình xử lý sơ bộ thịt cá nhƣ trong các công đoạn rửa, lạng da và vanh chỉnh hình fillet cá tra, ngƣời ta loại ra một lƣợng lớn thịt cá, chiếm khoảng 10% nguyên liệu cá. Hiện nay, hầu hết các nhà máy thủy sản đều bán phần thịt vụn này cho các thƣơng lái với giá thấp (4000 ÷ 6000 đồng/kg). Việc tận dụng phần thịt vụn này trong chế biến các sản phẩm giá trị gia tăng còn chƣa đƣợc quan tâm. Việc tận dụng nguồn thịt cá vụn này để chế biến các sản phẩm không những làm tăng lợi nhuận, khép kín quy trình sản xuất mà còn giảm thiểu phế liệu gây ô nhiễm môi trƣờng. Theo các nhà doanh nghiệp chế biến Việt Nam, những sản phẩm giá trị gia tăng không đƣợc xếp vào loại sản phẩm phải chịu thuế (thuế chống bán phá giá). Hơn nữa, chúng còn mang lại lợi nhuận nhiều hơn sản phẩm fillet đông lạnh xuất Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 3 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ khẩu trong khi chi phí chế biến chỉ tăng 15% theo giá nguyên liệu. Ngày nay, rất nhiều sản phẩm từ vụn cá tra, basa nhƣ cá viên, tàu hủ, chả giò, surimi,…đã xuất hiện trên thị trƣờng trong và ngoài nƣớc, chủ yếu là Hoa Kỳ và Châu Âu. Ngoài ra, gần nhƣ tất cả các bộ phận khác của cá tra, basa cũng đƣợc sử dụng nhƣ: đầu, da, bao tử,…chế biến ra nhiều sản phẩm ngon miệng đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Trong tƣơng lai, tất cả sản phẩm này hứa hẹn mang về cho lĩnh vực chế biến thủy hải sản của Việt Nam, nhất là các sản phẩm từ Pangasius, những lợi nhuận kinh tế khổng lồ. (http:// www.tuoi tre.com.vn/tianyon/index.aspx?articleID=37735&channeled=11) 2.2 THÀNH PHẦN PROTEIN VÀ LIPIDE CỦA THỊT CÁ TRA 2.2.1 Protein Là chất tạo khung để tạo tế bào, là chất tạo máu. Hàm lƣợng protein là thành phần chủ yếu trong cơ thịt cá, nó chiếm vào khoảng 70 ÷ 80% tỷ lệ chất khô. Đƣợc cấu tạo từ các acid amin, các acid amin không thay thế quyết định giá trị dinh dƣỡng của thực phẩm. Protein trong thịt cá đƣợc chia làm 3 nhóm cơ bản: - Protein cấu trúc (Protein tơ cơ): bao gồm các sợi myosin, actin, actomyosin và tropomyosin, chiếm khoảng 65 ÷ 75% tổng hàm lƣợng protein trong cá. Các protein cấu trúc này có chức năng co rút đảm nhận các hoạt động của cơ. Myosin và actin là các protein tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi cơ. - Protein chất cơ (Protein tƣơng cơ): bao gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các enzym, chiếm khoảng 25 ÷ 30% hàm lƣợng protein trong cá. Hầu hết protein chất cơ bị đông tụ khi đun nóng trong nƣớc ở nhiệt độ trên 500C. Các protein này cản trở quá trình tạo gel, chúng đƣợc xem là nguyên nhân làm giảm độ bền gel của sản phẩm. Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóa thành metmyoglobin, ảnh hƣởng đến màu sắc của sản phẩm. - Protein mô liên kết: bao gồm các sợi collagen, elastin. Hàm lƣợng colagen ở cơ thịt cá thấp hơn ở động vật có vú, thƣờng khoảng 1 ÷ 10% tổng lƣợng protein và 0,2 ÷ 2,2% trọng lƣợng của cơ thịt. Có trong mạng lƣới ngoại bào, không tan trong nƣớc, dung dịch kiềm hoặc dung dịch muối có nồng độ ion cao. (Phan Thị Thanh Quế, 2005) 2.2.2 Lipide Chất béo là cấu tử tạo năng lƣợng lớn, là chất tải một số vitamin (A, D), là thành phần xây dựng tế bào và trao đổi chất. Các chất béo trong cá chia làm 2 nhóm cơ bản: chất béo trung tính hoặc glycerid và lipoid. Chất béo của thịt cá khác chất béo của động vật sống trên cạn là chứa một lƣợng lớn acid béo không no, cho nên Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 4 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ ở nhiệt 15-20 0C là một chất lỏng. Vì thế không bền khi bảo quản dễ bị oxy hóa làm cho thịt có màu sẫm, có mùi khó chịu. 2.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM TỪ PASTE CÁ 2.3.1 Ảnh hƣởng của nguyên liệu và quá trình lạnh đông Chất lƣợng của sản phẩm từ paste cá phụ thuộc vào độ tƣơi nguyên liệu, nó ảnh hƣởng đến mùi vị, màu sắc, độ bền bông kết, hiệu suất thu hồi. Các loài cá khác nhau sẽ dẫn đến chất lƣợng khác nhau nhất là ảnh hƣởng đến độ bền bông kết. Các loài có hàm lƣợng mỡ cao thì khó tạo thành liên kết mạng lƣới hay độ bền bông kết giảm. Ngoài ra mùa vụ khai thác cũng gây ảnh hƣởng ít nhiều đến chất lƣợng sản phẩm. Ảnh hƣởng chính của quá trình lạnh đông đến sự thay đổi chất lƣợng thực phẩm là sự thay đổi cấu trúc tế bào do sự phát triển của tinh thể đá. Lạnh đông là nguyên nhân tạo nên các sự thay đổi đến màu sắc, mùi vị, và các thành phần dinh dƣỡng quan trọng. Đặc tính nhũ hóa của thực phẩm có thể bị mất ổn định bởi quá trình lạnh đông. Thịt cá có cấu trúc sợi mềm mại do đó chỉ bị tách rời trong quá trình lạnh đông mà không bị cắt đứt, không có sự phá hủy cấu trúc quá mức xảy ra. Mức độ phá hủy phụ thuộc vào kích thƣớc của tinh thể đá và do đó chịu ảnh hƣởng rất lớn bởi tốc độ truyền nhiệt. Tuy nhiên, sự khác nhau về loại và chất lƣợng của nguyên liệu ban đầu cũng nhƣ mức độ điều khiển các xử lý trƣớc lạnh đông có ảnh hƣởng đáng kể đến sự thay chất lƣợng thực phẩm hơn là sự thay đổi do nguyên nhân lạnh đông. Trong suốt quá trình lạnh đông chậm, tinh thể hình thành và phát triển chủ yếu ở khoảng không gian bào và do đó làm biến dạng, phá vỡ các thành tế bào. Tinh thể đá có áp suất hơi nƣớc thấp hơn các vùng bên trong tế bào, và do đó nƣớc di chuyển từ tế bào để phát triển tinh thể. (Nguyễn Văn Mƣời, 2007). 2.3.2 Ảnh hƣởng của quá trình xay nghiền Sự hình thành khối paste đƣợc tạo ra chủ yếu ở công đoạn giã, quết. Điều này chứng tỏ, chế độ nghiền có ảnh hƣởng rất lớn đến sự hình thành nhũ tƣơng trong chế biến. Mục đích của quá trình nghiền là phá vỡ mô cơ cá thành những phân tử nhỏ hơn để có thể hòa tan các phân tử protein myofibril với sự hiện diện của muối. Để có thể hòa tan tối đa protein myofibril mà không làm mất đi tính chất chức năng của nó thì nhiệt độ và thời gian xay cần phải đƣợc kiểm soát để tránh những tác động nhiệt gây ra sự polymer hóa và biến tính protein. Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 5 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ Dƣới tác dụng của quá trình xay bằng máy nghiền, cơ thịt bị phá vỡ cấu trúc tạo thành những hạt nhỏ, những hạt này tác động qua lại, liên kết lại với nhau bằng liên kết hydro, tƣơng tác của các ion kỵ nƣớc và lực Van Der Waals. Những tác nhân này có ảnh hƣởng tới khả năng kết dính của hỗn hợp, tạo cho hỗn hợp có cấu trúc tốt hơn. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy, thời gian xay có ảnh hƣởng lớn đ ến hiệu suất của quá trình chế biến sản phẩm. Lúc đầu hiệu suất gia tăng đạt đến cực đại ứng với giai đoạn tối ƣu của quá trình xay. Xay thiếu thời gian dẫn đến sự tách nƣớc và mỡ trong khi nấu. Trong khi đó, xay quá mức phần lớn gây nên sự mất nƣớc và đôi lúc tách mỡ do thời gian xay kéo dài. Thời gian xay kéo dài còn làm nhiệt độ của khối paste tăng lên, ảnh hƣởng đến cấu trúc sản phẩm. 2.3.3 Ảnh hƣởng của quá trình rửa Thịt cá xay đƣợc gọi là otoshimi đƣợc rửa để loại bỏ protein hòa tan trong nƣớc và để khử mùi, bằng cách đó làm tăng khả năng đông kết và độ dẻo dai của sản phẩm nhào trộn, việc loại bỏ các chất không mong muốn đặc biệt là mỡ, da và máu cũng nhƣ mùi gắt, cải thiện khả năng chống nứt vỡ khi cấp đông. Rửa sẽ làm cho nồng độ actin và myosin tăng giúp gel hình thành tốt. Chất lƣợng nƣớc rửa rất quan trọng nhƣ khi pH cao sẽ làm tăng khả năng giữ nƣớc. Nƣớc cứng với sự hiện diện của Ca2+, Mg2+, Fe3+ sẽ ảnh hƣởng đến cấu trúc và màu sắc của sản phẩm. 2.3.4 Ảnh hƣởng của chất phụ gia 2.3.4.1 Đường Đƣờng làm dịu mềm sản phẩm, sự có mặt của đƣờng trong khối paste góp phần tạo độ dai, độ bóng cho sản phẩm, chống biến tính khi đông lạnh, làm tăng độ bền vững khi bảo quản do đƣờng liên kết với phân tử nƣớc tạo nên cấu trúc mềm mại cho sản phẩm. Đƣờng cũng là chất bảo quản có hiệu quả và ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật. 2.3.4.2 Muối Muối vừa có tác dụng điều vị vừa có tác dụng tạo sự kết dính và dẻo dai cho sản phẩm. Sự thủy hợp có ảnh hƣởng của muối đƣợc giả định là: muối đóng vai trò quan trọng trong hiện tƣợng kết dính, nó làm cho protein thịt bị nƣớc thấm một cách mạnh mẽ bởi hoạt tính của muối, đặc biệt là những anion của nó đƣợc hấp thụ lên phân tử protein. Hiệu quả kết dính phụ thuộc phần lớn vào tính chất của anion trong muối. Việc thêm muối vào sản phẩm còn ảnh hƣởng đến yếu tố tinh trích myosin của thịt cá. Theo Shimizu và cộng sự viên (1954) nhận thấy lƣợng myosin sẽ thay đổi cùng với sự thay đổi nồng độ NaCl. Mà yếu tố chính trong sự Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 6 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ tăng cƣờng độ dẻo dai của sản phẩm là hiệu năng của myosin hò a tan. Ngƣời ta còn sử dụng các muối kiềm, polyphosphate nhằm vào việc tinh trích myosin. Ngoài ra, muối còn có tác dụng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật, có khả năng tạo áp suất thẩm thấu, làm giảm hoạt độ của nƣớc do đó ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật. 2.3.4.3 Tinh bột Tinh bột là những chất dinh dƣỡng dự trữ của cây, ở một số loại củ, hạt có chƣa nhiều tinh bột, có thể lên đến 70%. Tinh bột là những hydratcacbon cao phân tử có trong tự nhiên, công thức phân tử Cn(H2O)m , là một polysaccharide của nhóm các chất glucid. Hạt tinh bột có kích thƣớc trung bình từ 4 35 m, hình bầu dục. Tinh bột có hàm lƣợng amylose khoảng 17%, amylopectin khoảng 83%. Khi ở dạng bột nhão có độ nhớt cao, độ xuyên sáng cao, mức độ thoái hóa thấp. Các tính chất thực phẩm của tinh bột đƣợc hình thành là do các tính chất của amylose và amylopectin. Một số tính chất quan trọng của tinh bột: - Tính chất thủy nhiệt và hồ hóa của tinh bột - Tính chất nhớt và dẻo của hồ tinh bột - Khả năng tạo gel và thoái hóa của tinh bột - Khả năng đồng tạo gel với protein 2.3.4.4 Polyphosphate (Na 2HPO4.12H2O) Alkalinpolyphosphate bao gồm sodium triphosphate, sodium hexametaphosphate, tetrasodium pyrophosphate đƣợc sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp. Tác dụng chính của polyphosphate trong chế biến cá là cải thiện khả năng giữ nƣớc của protein trong cơ thịt cá. Tuy nhiên ảnh hƣởng chính là do sự tác động của chúng trên bề mặt của cá, tạo sự bóng loáng trên bề mặt sản phẩm, giúp tăng giá trị cảm quan của sản phẩm. Một số hợp chất khác nhƣ là muối cũng có tác dụng tƣơng tự nhƣng có thể gây ra mùi vị không mong muốn. - Khả năng cải thiện tính giữ nƣớc của protein cơ thịt cá Việc xử lý polyphosphate trong cá trƣớc khi lạnh đông thƣờng làm giảm sự mất mát chất dịch khi tan giá. Đối với cá có chất lƣợng tốt thì việc xử lý polyphosphate trƣớc khi lạnh đông không tạo hiệu quả đáng kể trong việc ngăn cản sự rỉ dịch sau khi tan giá do bản thân nguyên liệu đã có khả năng giữ nƣớc tốt. Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 7 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ Cá có chất lƣợng kém khi lạnh đông và tan giá thì sự rỉ dịch lớn hơn, do đó việc sử dụng polyphosphate có khả năng làm giảm sự mất mát này một cách tích cực. Tuy nhiên, polyphosphate không có khả năng cải thiện chất lƣợng, cũng nhƣ cải thiện tính ăn đƣợc của sản phẩm, vì vậy không nên sử dụng cá kém chất lƣợng kết hợp với việc ngâm polyphosphate và chế biến lạnh đông. Trƣờng hợp cá có chất lƣợng tốt nhƣng lạnh đông và tồn trữ ở nhiệt độ quá cao cũng sẽ làm mất mát chất dịch sau khi tan giá lớn. Trong tình huống này, việc xử lý polyphosphate trƣớc khi lạnh đông có thể làm giảm sự mất mát, rỉ dịch nhƣng không thể ngăn cản sự hƣ hỏng về mùi vị và cấu trúc. Do đó, polyphosphate không phải là chất thay thế cho việc bảo quản lạnh tốt. Nhiều sản phẩm bán lẻ, đặc biệt là thịt cá từ sản phẩm lạnh đông đƣợc chế biến trong tình trạng không có chế độ tan giá thì sự mất dịch từ những sản phẩm này là rất đáng kể và giá trị của việc sử dụng phosphate là không rõ ràng. Đối với các miếng fillet đã đƣợc làm lạnh, sự mất nƣớc của sản phẩm sẽ xảy ra chậm và ít trong quá trình chế biến cũng nhƣ phân phối. Tuy nhiên, trong điều kiện nhiệt độ cao có sự tạo thành áp suất dƣ trên bề mặt sản phẩm hay thời gian phân phối sản phẩm kéo dài, sự rỉ dịch có thể gia tăng nhanh chóng. Việc xử lý polyphosphate trong chế biến cá fillet sẽ làm giảm sự mất dịch, nhƣng không có ảnh hƣởng đáng kể trên việc hƣ hỏng mùi và màu xấu. - Khả năng làm bóng bề mặt sản phẩm Bên cạnh việc gia tăng khả năng giữ nƣớc, polyphosphate còn có khả năng cải thiện một cách sâu sắc bề mặt của miếng cá fillet, làm cho bề mặt của nguyên liệu trở nê n bóng láng và sáng hơn, mất đi đặc tính đục mờ và màu nâu của sản phẩm. Bề mặt của cá fillet có chất lƣợng kém cũng có thể đƣợc cải thiện với việc xử lý polyphosphate, nhƣng cần nhấn mạnh rằng việc cải tiến chất lƣợng chỉ có tác dụng trên bề mặt, còn phẩm chất kém của cá thì không thể thay đổi. Việc xử lý polyphosphate còn có thể cải tiến bề mặt của sản phẩm fillet đã bị thay đổi chất lƣợng bởi các yếu tố bên ngoài và đƣợc xử lý lại. Ngoài ra, polyphosphate còn có tác dụng bảo quản thực phẩm, giúp tránh hoặc làm chậm quá trình oxy hóa chất béo không no có trong thực phẩm và ngăn chặn một số vi sinh vật liên quan đến quá trình làm hƣ hỏng thực phẩm (Aitken , 2001). 2.3.4.5 Sorbitol Sorbitol là một loại đƣờng tự nhiên thuộc nhóm polyol và đƣợc chuyển hóa thành fructose trong cơ thể con ngƣời. Trong tự nhiên, ngƣời ta tìm thấy chúng trong nhiều loại rau. Sorbitol có ứng dụng rộng rãi trong các ngành thực phẩm, mỹ phẩm, Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 8 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa LT 33 Trường Đại học Cần Thơ y tế và các ứng dụng công nghiệp khác. Sorbitol đƣợc sản xuất từ quá trình hydro hóa glucose, sản phẩm của quá trình lên men tinh bột. Sorbitol đƣợc sử dụng nhƣ một chất làm ngọt có hàm lƣợng calo thấp và là chất thay thế đƣờng cho ngƣời bệnh tiểu đƣờng. Trong công nghiệp, sorbitol đƣợc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất vitamin C. Với ứng dụng là một phụ gia thực phẩm, ngƣời ta tìm thấy sorbitol có trong nhiều loại bánh, kẹo, kem, kẹo cao su, xúc xích,… Các tính chất: - Tăng thời gian bảo quản - Làm dịu vị - Giữ ẩm - Làm ngọt - Không làm ảnh hƣởng đến hàm lƣợng đƣờng trong máu - Không làm hỏng răng (Nguồn: Vũ Thị Thu Hà, 2007) 2.3.5 Ảnh hƣởng của quá trình ép tách nƣớc Bản chất của quá trình là tác động cơ học vào vật liệu làm giảm hàm lƣợng nƣớc của thịt cá còn khoảng 80 ÷ 85% so với trọng lƣợng ƣớt. Trong quá trình ép tách nƣớc một phần những chất có khả năng hòa tan trong nƣớc sẽ bị thất thoát. Biến đổi vật liệu trong quá trình ép sẽ làm thay đổi về cấu trúc, trạng thái liên kết, tỉ lệ hai pha rắn – lỏng – rắn hoặc lỏng – đặc, giảm độ xốp, tăng sự kết dính giữa các phần tử, có sự biến dạng tạo hình. Không có sự biến đổi đáng kể về mặt sinh hóa, hóa học, hóa sinh, tuy nhiên có thể tổn thất vitamin, các hoạt chấtvà enzyme đƣợc giải phóng ra khỏi tế bào, có khả năng oxy hóa mạnh hơn, khả năng bảo quản lâu dài và tốt hơn. Tóm lại, việc hình thành khối paste cho chế biến các sản phẩm nhũ tƣơng bao gồm hai giai đoạn: phá vỡ cấu trúc nguyên liệu và tạo lại cấu trúc mới cho thịt, mỡ và các thành phần khác. Hai giai đoạn này có thể đƣợc tách riêng ra hoặc nối tiếp nhau trong cùng một thiết bị. Chất lƣợng sản phẩm cuối cùng phụ thuộc hoàn toàn vào cả hai giai đoạn này. Vì thế, việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nghiền mịn nguyên liệu cũng nhƣ trình tự, tỷ lệ phối trộn,… Các nguyên liệu và phụ gia sau khi nghiền đóng vai trò quyết định đến chất lƣợng và năng suất sản phẩm. Thành công trong việc tạo khối nhũ tƣơng tốt sẽ chứng minh rằng từ những nguyên Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 9